Keemistemperatuur 5900 kraadi Celsiuse järgi ja teemanditaoline kõvadus koos süsinikuga: volfram on kõige raskem metall, kuid sellel on bioloogilised funktsioonid – eriti soojust armastavates mikroorganismides. Viini ülikooli keemiateaduskonna Tetyana Milojevici juhitud meeskond teatas esimest korda haruldastest mikroobide ja volframi interaktsioonidest nanomeetrite vahemikus. Nende leidude põhjal saab uurida mitte ainult volframi biogeokeemiat, vaid ka mikroorganismide ellujäämist kosmosetingimustes. Tulemused ilmusid hiljuti ajakirjas Frontiers in Microbiology.

Kõva ja haruldase metallina on volfram oma erakordsete omaduste ja metallide kõrgeima sulamistemperatuuriga bioloogilise süsteemi jaoks väga ebatõenäoline valik. Ainult vähesed mikroorganismid, nagu termofiilsed arheed või rakutuumavabad mikroorganismid, on kohanenud volframkeskkonna ekstreemsete tingimustega ja leidnud viisi volframi omastamiseks. Viini ülikooli keemiateaduskonna biofüüsikalise keemia osakonna biokeemiku ja astrobioloogi Tetyana Milojevici kaks hiljutist uuringut heidavad valgust mikroorganismide võimalikule rollile volframiga rikastatud keskkonnas ja kirjeldavad nanomõõtmelist volframi-mikroobilist liidest äärmuslikul pinnal. soojust ja happeid armastav mikroorganism Metallosphaera sedula, mida kasvatatakse volframiühenditega (joonised 1, 2). See on ka see mikroorganism, mille ellujäämist tähtedevahelise reisi ajal testitakse tulevastes uuringutes kosmosekeskkonnas. Volfram võib olla selles oluline tegur.

Alates volframpolüoksometalaatidest kui elukestvatest anorgaanilistest raamistikest kuni volframimaakide mikroobse biotöötluseni

Sarnaselt raudsulfiid-mineraalrakkudega peetakse kunstlikke polüoksometalaate (POM) anorgaanilisteks rakkudeks, mis hõlbustavad elueelseid keemilisi protsesse ja millel on "elulaadsed" omadused. Siiski ei ole POMide olulisust elu säilitavate protsesside jaoks (nt mikroobide hingamine) veel käsitletud. "Kasutades Metallosphaera sedula näidet, mis kasvab kuumas happes ja hingab läbi metalli oksüdatsiooni, uurisime, kas volframi POM-klastritel põhinevad keerulised anorgaanilised süsteemid suudavad säilitada M. sedula kasvu ja tekitada rakkude vohamist ja jagunemist," ütleb Milojevic.

Teadlased suutsid näidata, et volframipõhiste anorgaaniliste POM-klastrite kasutamine võimaldab mikroobirakkudesse lisada heterogeenseid volframi redoksliike. Metallorgaanilised sadestused M. sedula ja W-POM vahelisel liidesel lahustati kuni nanomeetri vahemikku viljaka koostöö käigus Austria elektronmikroskoopia ja nanoanalüüsi keskusega (FELMI-ZFE, Graz). Meie leiud lisavad volframiga kaetud M. sedula kasvavate biomineraliseeritud mikroobiliikide hulka, mille hulgas on arheed harva esindatud,“ ütles Milojevic. Äärmusliku termoatsidofiilse M. sedula poolt läbi viidud volframmineraalscheeliidi biotransformatsioon viib scheeliidi struktuuri purunemiseni, sellele järgneva volframi solubiliseerumiseni ja mikroobirakkude pinna volframi mineraliseerumiseni (joonis 3). Uuringus kirjeldatud biogeensed volframkarbiiditaolised nanostruktuurid kujutavad endast potentsiaalset jätkusuutlikku nanomaterjali, mis on saadud keskkonnasõbraliku mikroobse disainiga.